Optymalna konstrukcja stopu niklu jest jednym z kluczowych punktów w tych pracach badawczo-rozwojowych. Stopy bazowe są najczęściej stosowanymi stopami w dziedzinie nadstopów, szczególnie w dziedzinie lotnictwa i obrony, takich jak rozwój najnowocześniejszego sprzętu, takiego jak silniki lotnicze, który odgrywa ważną rolę Ponieważ różne pierwiastki stopowe mogą być rozpuszczone w stopie na bazie niklu i mogą utrzymać dobrą stabilność struktury, co zapewnia wiele sposobów poprawy wydajności nadstopu na bazie niklu. Rozwój nauki i technologii spowodował wyższe wymagania dla nadstopu na bazie niklu. Aby sprostać zapotrzebowaniu rynku, konieczne jest przyspieszenie badań nadstopu na bazie niklu, poprawa jego kompleksowej wydajności
1. Siła roztworu
Głównym sposobem wzmocnienia właściwości nadstopu na bazie niklu jest dodanie odpowiednich elementów wzmacniających roztwór stały. Stop wzmacniający stały roztwór ma doskonałą odporność na utlenianie i zmęczenie oraz dobrą plastyczność. W oparciu o te cechy, nadstopy na bazie niklu mogą być stosowane do produkcji części metalowych o wysokich temperaturach roboczych, takich jak łopatki silnika. Promień atomowy niklu jest zbliżony do promienia pierwiastków stopowych, takich jak wolfram i molibden. W oparciu o te cechy, duża liczba pierwiastków stopowych, takich jak wolfram, molibden i kobalt, może być rozpuszczona w niklu w tym samym czasie bez pojawiania się nowych faz. Wyniki pokazują, że zakres temperatur roztworu zwykłych metali wynosi zazwyczaj od 1050 do 1560. Stany Zjednoczone opracowały dobrą wydajność roztworu wzmacniającego nadstop niklu odkształcenie bazy niklowej Haynes280, ten stop w wysokiej temperaturze 1400, wytrzymałość do wydłużenia do 165MPa do 87% głównie z powodu dodania ogniotrwałych pierwiastków metalowych w stopie, takich jak wolfram i chrom oraz inne pierwiastki; Jednocześnie dodaje się niewielką ilość węgla, tworząc węgliki, które mogą utrudniać wzrost ziarna i wzmacniać granice ziaren. Wyniki pokazują również, że wytrzymałość stopu można poprawić, dodając dużą ilość molibdenu i innych ogniotrwałych elementów metalowych. Stabilność mikrostruktury stopu można poprawić, dodając ruten. Dodając pewną ilość metali ogniotrwałych, takich jak wolfram, odporność na korozję stopu można poprawić w pewnych okolicznościach. Odporność na korozję oksydacyjną można znacznie poprawić, dodając pewną ilość metali ziem rzadkich.
2. Wzmocnienie opadów i zwiększenie dyspersji
faza γ'-Ni3(Al, Ti)) może być wytrącona przez dodanie pewnej ilości elementów wzmacniających wytrącanie do nadstopu na bazie niklu podczas starzenia, co znacznie zwiększa wytrzymałość metalu. Jednak w warunkach pracy w wysokiej temperaturze osady są łatwe do agregacji i wzrostu, a niektóre z nich można ponownie rozpuścić w matrycy, zmniejszając w ten sposób wytrzymałość na wysoką temperaturę. W ostatnich latach większą uwagę zwrócono na nadstopy na bazie niklu ze wzmocnieniem dyspersyjnym tlenków. Ten rodzaj stopu zwykle przyjmuje mechaniczny proces stopowania, uzyskując ultradrobny (mniej niż 50 nm) pod stabilnością wysokotemperaturową tlenku równomiernie rozproszonego w matrycy mikrostruktury stopu zn-al Wytrzymałość stopu pod warunkiem zbliżonym do samej temperatury topnienia stopu może nadal utrzymywać doskonałą odporność pełzania w wysokiej temperaturze, wyższą odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i odporność na korozję siarki węglowej. Obecnie istnieją trzy rodzaje nadstopów na bazie niklu, które zostały skomercjalizowane. Stop MA956 ma najwyższą odporność na utlenianie oraz odporność na korozję węglową i siarkową nadstopów, które mogą być stosowane jako okładzina komory spalania silników lotniczych.
